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Nsp12はコロナウイルスゲノム中の非構造タンパク質である。その遺伝子はORF1abリーディングフレームの一部であり、pp1abポリタンパク質の一部であり、3CL proによって切断される。[1]
Nsp12はマルチドメインサブユニットであり、N末端の ニドウイルス特異的伸長（NiRAN）ドメイン、インターフェースドメイン、およびC末端の RNA依存性RNAポリメラーゼドメインで構成されています。SARS-CoV-2 nsp12のN末端部分には、NiRANとRdRpドメインの間に挟まれたβヘアピンも含まれています。 [2]
コロナウイルスnsp12は宿主の免疫回避にも役割を果たしており、研究ではnsp12がIRF3の核移行を阻害することが実証されている。[3]
RdRp ドメイン
nsp12のRNA依存性RNAポリメラーゼドメインはC末端にあります。SARS -CoV-2では、このドメインは残基366から920に及びます。[4] RdRpドメインの構造は、真核生物のRNAポリメラーゼと共通の構造的特徴を共有しています。構造は、指、手のひら、親指と呼ばれるサブドメインを持つカップ状の右手で構成されています。[1] RdRpの活性は、2つの主要な亜鉛イオンと、それぞれヒスチジンと2つのシステインからなる保存された金属結合モチーフに依存しています。[2]
活性部位にはAからGまでラベルされた7つの触媒モチーフがあります。モチーフBは活性部位がテンプレートRNAと結合できるようにするヒンジとして機能し、モチーフFは入ってくる遊離ヌクレオチドのリン酸基と直接相互作用します。[2]
RdRpは負に帯電しているRNAと相互作用する必要があるため、プライマーテンプレート進入部位、NTP進入部位、RNA鎖出口経路などの複数のサブドメインには正に帯電した残基が含まれています。[2] RdRpはDNAではなくRNAと結合する必要がある点で宿主RNAポリメラーゼとは異なり、多くのRdRp残基はリボース環上の2'-OH基を介してRNA塩基と相互作用し、これがRNAに対する特異性の構造的説明となる可能性があります。[4]
コロナウイルスnsp12は単独では機能できず、複製・転写複合体（RTC）を形成する2つの必須補因子タンパク質nsp7とnsp8を持っています。[5] RTCの構造研究によると、nsp7とnsp8は8:8の16量体を形成し、ウイルスの複製を開始するプライマーとして機能することが示されています。[6]
nsp12はコロナウイルスウイルス種全体で比較的よく保存されていますが、SARS-CoVとSARS-CoV-2のRdRpドメインには生化学的および構造的な違いがあります。SARS-CoV-2のRdRpは、 SARS-CoVのRdRpドメインと比較して酵素活性が低く、熱安定性も低いです。[7]
レムデシビルによる標的
Nsp12は、関連するウイルスや株間で構造的に高度に保存されており、構造的に近い相同性を持つヒトタンパク質が存在しないことから、抗ウイルス薬のターゲットとして研究されています。[2] SARS-CoV-2とそれに関連するCOVID19疾患の出現により、SARS-CoV-2の抗ウイルス薬としてのレムデシビルの研究が始まりました。レムデシビルは、 ATPと競合してRNA鎖に組み込まれ、RNA合成を早期に終了させることができるヌクレオシド類似体です。[5]
NiRANドメイン
コロナウイルスnsp12は、ウイルスの複製に不可欠なN末端ニドウイルスRdRp関連ヌクレオチジルトランスフェラーゼ（NiRAN）ドメインを持っています。NiRANドメインは、ヌクレオチドを官能基として転送することができ、7つの不変残基を持つA、B、Cと呼ばれる3つの重要なモチーフが含まれています。[8]
nsp12 NiRANドメインの生物学的機能はRdRpほどよく特徴付けられていないが、最近の研究では、ウイルスRNAキャッピングにおけるNiRANドメインの可能性のある役割が明らかにされている。追加の非構造タンパク質であるnsp9は、nsp12と関連することが示された。[9] nsp9の生物学的に活性な形態は、一本鎖RNAを優先して核酸に結合できることも示されており[10]、ヌクレオチド三リン酸を切断し、結果として生じるヌクレオチド一リン酸をNMPylationと呼ばれるプロセスでタンパク質基質に転移することができる。 [9] Parkと同僚は、SARS-CoV-2 NiRANドメインが、キャップされていないRNAゲノムの末端からピロリン酸を切断し、一リン酸化RNAをnsp9に転移してRNA化できることを実証した。[11]このドメインは、モノリン酸化RNAをnsp9からグアニジン二リン酸（GDP）に転移させ、SARS-CoV-2の初期キャップ構造を形成します。[11]
参考文献
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